DE2021666B2

DE2021666B2 - Numerische Steuervorrichtung für eine Maschine

Info

Publication number: DE2021666B2
Application number: DE2021666A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Dipl.-Ing. Yokohama Hashimoto; Seiuemon Dr.-Ing. Inaba; Kanryo Dipl.-Ing. Shimizu; Hiroshi Dipl.-Ing. Kawasaki Usami
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1969-05-14
Filing date: 1970-05-02
Publication date: 1974-10-24
Also published as: JPS4930997B1; DE2021666A1; US3586951A; FR2042628A1; FR2042628B1; NL7005503A; SE375635B; BE750412A; CH519750A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine solche numerische Steuervorrichtung für eine Maschine mit einem elektrohydrauüschen Impulsmotor, mit einem elektrischen Impulsmotor und mit einem Drehschaltventil ist bekannt (»Die elektrische Ausrüstung«, 1966, Nr. 4, Seiten 114 bis 116).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine numerische Steuervorrichtung für eine Maschine zu «o schaffen, die einen Fehler korrigieren kann, der kleiner als die Auflösung, d. h. die Strecke, um die die Maschine durch einen Befehlsimpuls bewegt wird, ist. Diese Aufgabe wird bei einer numerischen Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Es ist weiterhin auch eine Vorrichtung mit zwei Impulsmotoren bekannt, die über eine Differentialvorrichtung mit einem hydraulischen Motor gekoppelt so sind (britische Patentschrift 1082 722). Hierbei werden Befehlsimpulse, die auf zwei Kanälen eines Magnetbandes aufgezeichnet sind, zu beiden Impulsmotoren gegeben. Diese Befehlsimpulse sind vorgege- . ben, entsprechen also keinem zu korrigierenden Fehler.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß ein Fehler korrigiert werden kann, der kleiner als die Auflösung ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Fi g. 1 ein Blockschaltbild einer numerischen Steuervorrichtung nach der Erfindung, und

Fi g. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Differentialvorrichtung.

In Fig. 1 ist 1 eine logische Steuervorrichtung, die einen Befehlsimpulszug zu einem elektrohydrauüschen Impulsmotor 3 über die Leitung 2 gibt. Der elektrohydraulische impulsmotor 3 enthält einen elektrischen Impulsmotor 4, ein Drehschaltventil 5 und einen hydraulischen Motor 6. Gemäß der Erfindung ist ein weiterer elektrischer Impulsmotor als Korrekturmotor 7 für die Zwecke der Kompensierung vorgesehen. Die Drehbewegungen des elektrischen iHipulsmotors 4 und des Korrekturmotors 7 werden aurr ή die Differentialvorrichtung 8 kombiniert und der Ausgang der Differentialvorrichtung 8 kann das Drehschaltventil 5 über die Ausgangswelle 9 der Differentialvorrichtung 8 drehen. Die Differentialvorrichtung enthält ein Zahnrad 10, ein Gehäuse W, das sich mit dem Zahnrad 10 dreht, eine WeUe 11, die durch das Gehäuse 10' gehalten wird, ein Zahnrad

12 das auf der WeUe 11 angebracht ist, ein Zahnrad 13! das mit der Ausgangswelle des elektrischen Impuismotors 4 gekuppelt ist, und ein Zahnrad 14, das einen Durchmesser hat, der gleich dem des Zahnrades

13 isi und das mit der Ausgangswelle der Differentialvorrichtung gekuppelt ist.

Die Zahl der Zähne des Zahnrads 13 ist von der Zahl der Zähne des Zahnrades 14 verschieden und die beiden Zahnräder kämmen mit dem Zahnrad 12. Wenn der Korrekturmotor 7 angehalten wird und sich der elektrische Impulsmotor 4 dreht, kann deshalb das Drehschaltventil entsprechend der Differenz zwischen der Zahl der Zähne des Zahnrades 13 und der Zahl der Zähne des Zahnrades 14 gedreht werden, während das Drehschaltventil 5, wenn der elektrische Impulsmotor 4 angehalten wird und sich der Korrekturmotor 7 dreht, um einen Betrag gedreht werden kann, der die Untersetzungsverhältnisse der Zahnräder 15 und 10 enthält. Wenn der Drehwinkel des elektrischen Impulsmotors 4, Θ1, der Drehwinkel des Korrekturmotors 7, Θ2, der Drehwinkel der Ausgangswelle 9 der Differentialvorrichtung 8, Θ3, die Zahl der Zähne des Zahnrades 13, nl, die des Zahnrades 12, «2, die des Zahnrades 14, n3, die des Zahnrades 10, «4 und die des Zahnrades 15, n5 sind, haben Θ1 und «5 die folgende Beziehung zueinander:

93 = Θ1

Θ2

Gemäß Fig. 1 dreht die Ausgangswelle 16 des elektrohydraulischen Impulsmotors die Vorschubschiaube 19 über die Zahnräder 17 und 18 und bringt die Maschine 20 in die richtige Lage. Die Maschine 20 ist mit einem Detektor 23 versehen, der eine Inductosyn-Skala 21 und einen Inductosyn-Schleifer 22 enthält, und die Bezugswellen

51 = /4 sin ω ί und

52=A coswf

werden dem Schleifer 22 vom SinuswellenosziUator 24 zugeführt. Andererseits wird die Ausgangswelle 16 des elektrohydraulischen Impulsmotors 3 mit den Zahnrädern 25 und 26 gekuppelt und der Rotor des Drehmelders 27 wird durch das Zahnrad 26 gedreht. Die Grundwelle vom SinuswellenosziUator 24 wird zu der Statorwicklung des Drehmelders 27 gegeben. Des weiteren ist die Ausgangswelle des Korrekturmotors 7 mit Zahnrädern 28 und 29 verbunden und der Rotor des Drehmelders 30 wird durch das Zahnrad 29 gedreht. Die Ausgänge 53 und 54 des Drehmelders 27 werden zu der Statorwicklung des Drehmelders 30 gegeben. Der Ausgang 55 des Drehmelders 30 und der Ausgang 56 der Inductosyn-Skala 21 werden zu dem Phasendiskriminator 31 gegeben. Der Phasendiskriminator 31 öffnet entweder das positive Tor 32 oder das negative Tor 33, die der Phasendifferenz zwischen

den Eingängen 55 und 56 entsprechen, um den Impuls von dem Impulsoszillator 34 zu dem Korrekturmotor 7 zu geben.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung erläutert. Bei der folgenden Beschreibung sind c der Befehlswert, c' der Kompensationswert, d die Verzögerung des elektrohydraulischen Impulsmotors und e der Fehler des Maschinensystems. ¹TS wird angenommen, daß der Befehlswert c von der numerischen Steuervorrichtung zu dem Impulsmotor 4 gegeben wird und daß der Kompensationswert c' von dem Kompensationsteil zu dem Korrekturmotor 7 gegeben wird, daß c und c' in der Differentialvorrichtung 8 addiert werden und daß die Ausgangsweüc der Vorrichtung 8 um c+c' gedreht wird. Auf Grund der Verzögerung des elektrohydraulischen Impulsmotors wird die Ausgangswelle 16 des Motors um c+c'—d(t) gedreht uno treibt die Maschine 20. Da ein Fehler in der Vorrichtung zum Vorschub der Maschine 20 enthalten ist, können Signale äquivalent zu c+c'—d+e an der Skala 21 erhalten werden. Signale

53 = A sin {ωΐ - (c + c' - d)} und

54 = A cos {ωί - (c + c' - d)}

werden zu dem Stator des Drehmelders 30 gegeben und der Rotor wird um c' gedreht und deshalb wird der Ausgang S5 des Drehmelders 30

SS = A sin {r/r - (c - J))
Der Ausgang 56 der Skala 21 kann ausgedrückt werden als 56 = A sin {toi - (c + c' - d + e)} und deshalb können c'+e immer in dem Phaj»endiskriminator 31 aufgefunden werden. Der DiskriEiinator 31 öffnet das positive Tor 32 oder das negative Tor 33 entsprechend dem Vorzeichen des Wertes c'+e und schließt das Tor, wenn c'+e kleiner als der bestimmte zulässige Wert oer Null wird. Somit wird

ein Kompensationswert gleich dem erzeugten Fehler e immer zum Korrekturmotor 7 gegeben. Während ein elektrischer Impulsmotor als Korrektunnotor bei dem obigen Beispiel verwendet ist, kann auch ein üblicher Servomotor verwendet werden. Auch kann

¹S ein bekanntes Ventil als Drehschaltventil 5 verwendet werden.

F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Differentialvorrichtung und bei dieser Ausführungsform ist das Zahnrad 36 an dem Außenuanfang des elektri-

»° sehen Impulsmotors 35 vorgesehen, um den Befehlswert c zu empfangen, und das Zahnrad 39, das mit dem Korrekturmotor 37, der ein Servomotor oder ein elektrischer Impulsmotor ist, über das Getriebe 38 gekuppelt ist, kämmt mit dem Zahnrad 36. Die Aus-

»5 gangswelle 40 de& elektrischen Impulsmotors 36 ist mit der Spindelwelle 43 des Steuerventils über Zahnräder 41 und 42 gekuppelt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Numerische Steuervorrichtung für eine Maschine mit einem elektrohydrauüschen Impulsmo- tor, der einen durch Befehlsimpulse angetriebenen elektrischen Impulsmotor, ein durch den elektrischen Impulsmotor angetriebenes Drehschaltventil und einen durch das Drehschaltventil gesteuerten und durch Drucköl angetriebenen hydrauli- "> sehen Motor enthält, wobei eine Vorrichtung den Fehler des Betrages der tatsächlichen Bewegung der zu steuernden Maschine gegenüber dem von den Befehlsimpulsen befohlenen Befehlswert auffindet und den Befehlswert entsprechend diesem Fehler korrigiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Korrelcturmotor (7,37) enthält, der sich entsprechend dem aufgefundenen Fehler dreht und der mit dem elektrischen Impulsmotor (4, 35) durch eine Differen- ao tialvorrichtung (8; 36,39) gekoppelt ist, und daß die Drehbewegungen des elektrischen Impulsmotors (4) und des Korrekturmotors (7) unabhängig voneinander an das Drehschaltventil (5) über die Differentialvorrichtung (8) anlegbar sind. »5